(57)【要約】【課題】蒸気或いは空気等の噴霧媒体の供給量を増加させることなくアウタチューブの冷却効率を高めて熱による損傷や曲りを防止することができ、炉の運転を安定して行い得るスートブロワ装置を提供する。【解決手段】アウタチューブ２８内面に、該アウタチューブ２８の冷却手段としてのフィン４２を螺旋状に延びるよう突設する。【選択図】図１
2005300064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴霧媒体が供給される固定のインナチューブに対し伸縮自在となるよう同心状に配設され且つ炉内に挿入されるアウタチューブ先端から噴霧媒体を噴射するようにしたスートブロワ装置において、
アウタチューブ内面に冷却手段を設けたことを特徴とするスートブロワ装置。
【請求項２】
冷却手段を、アウタチューブ内面に螺旋状に延びるよう突設されるフィンとした請求項１記載のスートブロワ装置。
【請求項３】
冷却手段を、アウタチューブ内面にその軸線方向へ延びるよう突設されるフィンとした請求項１記載のスートブロワ装置。
【請求項４】
冷却手段を、アウタチューブ内面に螺旋状に延びるよう凹設される溝とした請求項１記載のスートブロワ装置。
【請求項５】
冷却手段を、アウタチューブ内面にその軸線方向へ延びるよう凹設される溝とした請求項１記載のスートブロワ装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ等に用いられるスートブロワ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９はボイラの一例を表わすものであって、図９中、１は火炉１ａと後部伝熱部１ｂとを有するボイラ本体、２はボイラ本体１の火炉１ａ内へ燃料を噴射して燃焼させるバーナ、３は一次過熱器、４は二次過熱器、５は三次過熱器、６は最終過熱器、７は一次再熱器、８は二次再熱器、９は節炭器であり、バーナ２からボイラ本体１の火炉１ａ内へ燃料を噴射して燃焼させることにより、燃焼ガスを生成し、生成された燃焼ガスを流通させ、二次過熱器４、三次過熱器５、最終過熱器６、二次再熱器８、一次過熱器３、一次再熱器７及び節炭器９と熱交換させ、熱交換した後の排ガスを排ガスダクト１０へ流出させ、下流側に設けられた脱硝、脱硫等の排煙処理装置（図示せず）で窒素酸化物や硫黄酸化物等を除去した後、大気へ放出するようになっている。
【０００３】
一方、図１０は前述のボイラの給水・蒸気系統を表わすものであり、ボイラ給水は、燃料が燃焼されるボイラ本体１の火炉１ａの炉壁に形成される蒸発器１１で加熱され、ノーズ部１２を経て、汽水分離器１３で水と蒸気に分離され、該汽水分離器１３で水と分離された蒸気は、ボイラ本体１の天井並びに後部伝熱部周壁１４を通過し、一次過熱器３、二次過熱器４、三次過熱器５及び最終過熱器６で過熱され、高圧タービン１５へ導かれ、該高圧タービン１５が駆動されて発電が行われると共に、前記高圧タービン１５を駆動した後の蒸気は、一次再熱器７及び二次再熱器８へ導かれ、該一次再熱器７及び二次再熱器８で再熱された後、中・低圧タービン１６へ導入され、該中・低圧タービン１６が駆動されて発電が行われ、前記中・低圧タービン１６を駆動した後の蒸気は、復水器１７へ導かれてボイラ給水に戻され、該ボイラ給水は、復水脱塩装置１８と低圧給水加熱器１９と脱気器２０とを経由し、給水ポンプ２１により高圧給水加熱器２２を介して節炭器９へ圧送され、該節炭器９で加熱され、前記蒸発器１１へ送給され、循環されるようになっている。
【０００４】
ところで、石炭焚のボイラの場合、燃料としての石炭の燃焼に伴って灰が発生し、火炉１ａの炉壁内面、並びに一次過熱器３、二次過熱器４、三次過熱器５、最終過熱器６、一次再熱器７、二次再熱器８、節炭器９等の各種伝熱管表面に付着するが、このように火炉１ａの炉壁内面や各種伝熱管表面に灰が付着すると、ボイラ本体１における収熱が低下してしまうため、ボイラ本体１の火炉１ａ並びに後部伝熱部１ｂにおける炉外所要箇所に、図１１に示されるようなスートブロワ２３を配設し、該スートブロワ２３の後述するアウタチューブ２８を炉内に挿入することにより、蒸気或いは空気等の噴霧媒体２４を火炉１ａの炉壁内面や各種伝熱管表面に吹き付け、付着した灰を吹き払って除去するようにしている。
【０００５】
前記スートブロワ２３は、例えば、図１１に示される如く、ボイラ本体１の炉外所要箇所に、バルブ２５を介して蒸気或いは空気等の噴霧媒体２４が供給されるインナチューブ２６を固定配置し、該固定のインナチューブ２６に対し、先端部にその軸線方向と直角な方向へ噴霧媒体２４を噴射する噴射孔２７が形成されたアウタチューブ２８を伸縮自在且つ旋回自在となるよう同心状に配設すると共に、該アウタチューブ２８を炉内に挿入するための駆動系統を配設してなる構成を有している。
【０００６】
尚、前記アウタチューブ２８の基端には、前記インナチューブ２６外周面に対して気密性を保持しつつ摺動自在となるようにしたキャリッジ（図示せず）を装着してある。
【０００７】
前記アウタチューブ２８の駆動系統は、図１１及び図１２に示される如く、ガイドレール２９とラック３０とをアウタチューブ２８の軸線方向と平行に延びるよう配設し、該ガイドレール２９にトロリーブラケット３１を走行自在に設け、該トロリーブラケット３１に前記アウタチューブ２８をその軸線回りに旋回自在に取り付け、前記ラック３０に噛み合うピニオン３２を前記トロリーブラケット３１内に設けると共に、前記アウタチューブ２８に旋回用従動スプロケット３３を外嵌し、駆動モータ３４を回転駆動させて、伸縮用駆動スプロケット３５と伸縮用チェーン３６と伸縮用従動スプロケット３７とウォーム３８とウォームホィール３９とを介して前記ピニオン３２を回転させつつ、旋回用駆動スプロケット４０と旋回用チェーン４１とを介して前記旋回用従動スプロケット３３を回転させることにより、前記アウタチューブ２８を前進・後退させつつ旋回させるようにしてある。
【０００８】
尚、図１１及び図１２に示されるような構造のスートブロワ装置を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００２−３１０４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述の如き従来のスートブロワ２３では、ボイラ本体１の炉内において高温に晒されたアウタチューブ２８が熱によって損傷し、曲りを生じたりすることがあり、場合によっては炉の運転を停止させなければならないことがあった。
【００１０】
前記アウタチューブ２８を熱から守るためには蒸気或いは空気等の噴霧媒体２４の供給量を増加させることが有効であり、前記噴霧媒体２４の供給量を増加させるためには、その圧力を高める方法、或いは噴射孔２７の径を大きくしたり個数を増やす方法があるが、前記噴霧媒体２４の圧力を高めた場合、煤を落とす対象である炉壁や各種伝熱管に対する衝撃力が増加し、管のエロージョンを増加させてしまう一方、前記噴霧媒体２４の圧力を高める方法、或いは噴射孔２７の径を大きくしたり個数を増やす方法のいずれの場合にも、蒸気等の噴霧媒体２４の使用量が増え、プラント全体の効率低下につながるという欠点を有しており、いずれの対処法もあまり好ましいものであるとは言えなかった。
【００１１】
尚、特許文献１に開示されているスートブロワ装置の場合、アウタチューブ２８の先端部における熱衝撃の発生を防止できるものの、該アウタチューブ２８の先端部以外の部分における熱による損傷や曲りについては一切考慮されておらず、その熱による損傷や曲りを防止することは困難となっていた。
【００１２】
本発明は、斯かる実情に鑑み、蒸気或いは空気等の噴霧媒体の供給量を増加させることなくアウタチューブの冷却効率を高めて熱による損傷や曲りを防止することができ、炉の運転を安定して行い得るスートブロワ装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、噴霧媒体が供給される固定のインナチューブに対し伸縮自在となるよう同心状に配設され且つ炉内に挿入されるアウタチューブ先端から噴霧媒体を噴射するようにしたスートブロワ装置において、
アウタチューブ内面に冷却手段を設けたことを特徴とするスートブロワ装置にかかるものである。
【００１４】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１５】
前述の如く、アウタチューブ内面に冷却手段を設けると、蒸気或いは空気等の噴霧媒体の供給量を増加させなくても、アウタチューブの冷却効率が高められて熱による損傷や曲りを防止することが可能となり、炉の運転を安定して行えるようになる。
【００１６】
前記スートブロワ装置においては、冷却手段を、アウタチューブ内面に螺旋状に延びるよう突設されるフィンとすることができ、このようにすると、螺旋状のフィンによって、アウタチューブ内面における伝熱面積が増加すると共に、噴霧媒体のアウタチューブ内面に沿った境界層の流れが乱流となり、アウタチューブと噴霧媒体との熱交換量が増大し、アウタチューブのメタル温度を低下させることが可能となる一方、前記螺旋状のフィンがアウタチューブの撓みに対する補強材的な役割も果たすこととなる。
【００１７】
又、前記スートブロワ装置においては、冷却手段を、アウタチューブ内面にその軸線方向へ延びるよう突設されるフィンとしても良く、このようにすると、アウタチューブの軸線方向へ延びるフィンによって、アウタチューブ内面における伝熱面積が増加すると共に、アウタチューブが旋回する場合には噴霧媒体のアウタチューブ内面に沿った境界層の流れが撹拌されて乱流となり、アウタチューブと噴霧媒体との熱交換量が増大し、アウタチューブのメタル温度を低下させることが可能となる一方、前記アウタチューブの軸線方向へ延びるフィンがアウタチューブの撓みに対する補強材的な役割も果たすこととなる。
【００１８】
更に、前記スートブロワ装置においては、冷却手段を、アウタチューブ内面に螺旋状に延びるよう凹設される溝とすることができ、このようにすると、螺旋状の溝によって、アウタチューブ内面における伝熱面積が増加すると共に、噴霧媒体のアウタチューブ内面に沿った境界層の流れが乱流となり、アウタチューブと噴霧媒体との熱交換量が増大し、アウタチューブのメタル温度を低下させることが可能となる。
【００１９】
又、前記スートブロワ装置においては、冷却手段を、アウタチューブ内面にその軸線方向へ延びるよう凹設される溝としても良く、このようにすると、アウタチューブの軸線方向へ延びる溝によって、アウタチューブ内面における伝熱面積が増加すると共に、アウタチューブが旋回する場合には噴霧媒体のアウタチューブ内面に沿った境界層の流れが撹拌されて乱流となり、アウタチューブと噴霧媒体との熱交換量が増大し、アウタチューブのメタル温度を低下させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１〜５記載のスートブロワ装置によれば、蒸気或いは空気等の噴霧媒体の供給量を増加させることなくアウタチューブの冷却効率を高めて熱による損傷や曲りを防止することができ、炉の運転を安定して行い得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２２】
図１及び図２は本発明を実施する形態の第一例であって、図中、図１１及び図１２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１１及び図１２に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１及び図２に示す如く、アウタチューブ２８内面に、該アウタチューブ２８の冷却手段としてのフィン４２を螺旋状に延びるよう突設した点にある。
【００２３】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【００２４】
前述の如く、アウタチューブ２８内面に、該アウタチューブ２８の冷却手段としてのフィン４２を螺旋状に延びるよう突設すると、該螺旋状のフィン４２によって、アウタチューブ２８内面における伝熱面積が増加すると共に、噴霧媒体２４のアウタチューブ２８内面に沿った境界層の流れが乱流となり、アウタチューブ２８と噴霧媒体２４との熱交換量が増大し、アウタチューブ２８のメタル温度を低下させることが可能となる一方、前記螺旋状のフィン４２がアウタチューブ２８の撓みに対する補強材的な役割も果たすこととなる。
【００２５】
この結果、蒸気或いは空気等の噴霧媒体２４の供給量を増加させなくても、前記螺旋状のフィン４２によりアウタチューブ２８の冷却効率が高められて熱による損傷や曲りを防止することが可能となり、炉の運転を安定して行えるようになる。
【００２６】
こうして、蒸気或いは空気等の噴霧媒体２４の供給量を増加させることなくアウタチューブ２８の冷却効率を高めて熱による損傷や曲りを防止することができ、炉の運転を安定して行い得る。
【００２７】
図３及び図４は本発明を実施する形態の第二例であって、図中、図１及び図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、アウタチューブ２８内面に、該アウタチューブ２８の冷却手段としてのフィン４３を、アウタチューブ２８の軸線方向へ延びるよう突設したものである。
【００２８】
尚、前記フィン４３は、図４の例ではアウタチューブ２８の周方向へ等間隔となるよう四箇所に配置してあるが、二箇所や三箇所、或いは四箇所以上に配置しても良いことは言うまでもない。
【００２９】
前述の如く、アウタチューブ２８内面に、該アウタチューブ２８の冷却手段としてのフィン４３を、アウタチューブ２８の軸線方向へ延びるよう突設すると、該アウタチューブ２８の軸線方向へ延びるフィン４３によって、アウタチューブ２８内面における伝熱面積が増加すると共に、アウタチューブ２８が旋回することから噴霧媒体２４のアウタチューブ２８内面に沿った境界層の流れが撹拌されて乱流となり、アウタチューブ２８と噴霧媒体２４との熱交換量が増大し、アウタチューブ２８のメタル温度を低下させることが可能となる一方、前記アウタチューブ２８の軸線方向へ延びるフィン４３がアウタチューブ２８の撓みに対する補強材的な役割も果たすこととなる。
【００３０】
この結果、蒸気或いは空気等の噴霧媒体２４の供給量を増加させなくても、前記アウタチューブ２８の軸線方向へ延びるフィン４３によりアウタチューブ２８の冷却効率が高められて熱による損傷や曲りを防止することが可能となり、炉の運転を安定して行えるようになる。
【００３１】
こうして、図３及び図４に示す例の場合にも、蒸気或いは空気等の噴霧媒体２４の供給量を増加させることなくアウタチューブ２８の冷却効率を高めて熱による損傷や曲りを防止することができ、炉の運転を安定して行い得る。
【００３２】
図５及び図６は本発明を実施する形態の第三例であって、図中、図１及び図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、アウタチューブ２８内面に、該アウタチューブ２８の冷却手段としての溝４４を螺旋状に延びるよう凹設したものである。
【００３３】
前述の如く、アウタチューブ２８内面に、該アウタチューブ２８の冷却手段としての溝４４を螺旋状に延びるよう凹設すると、該螺旋状の溝４４によって、アウタチューブ２８内面における伝熱面積が増加すると共に、噴霧媒体２４のアウタチューブ２８内面に沿った境界層の流れが乱流となり、アウタチューブ２８と噴霧媒体２４との熱交換量が増大し、アウタチューブ２８のメタル温度を低下させることが可能となる。
【００３４】
この結果、蒸気或いは空気等の噴霧媒体２４の供給量を増加させなくても、前記螺旋状の溝４４によりアウタチューブ２８の冷却効率が高められて熱による損傷や曲りを防止することが可能となり、炉の運転を安定して行えるようになる。
【００３５】
こうして、図５及び図６に示す例の場合にも、蒸気或いは空気等の噴霧媒体２４の供給量を増加させることなくアウタチューブ２８の冷却効率を高めて熱による損傷や曲りを防止することができ、炉の運転を安定して行い得る。
【００３６】
図７及び図８は本発明を実施する形態の第四例であって、図中、図３及び図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、アウタチューブ２８内面に、該アウタチューブ２８の冷却手段としての溝４５を、アウタチューブ２８の軸線方向ヘ延びるよう凹設したものである。
【００３７】
尚、前記溝４５は、図８の例ではアウタチューブ２８の周方向へ等間隔となるよう四箇所に配置してあるが、二箇所や三箇所、或いは四箇所以上に配置しても良いことは言うまでもない。
【００３８】
前述の如く、アウタチューブ２８内面に、該アウタチューブ２８の冷却手段としての溝４５を、アウタチューブ２８の軸線方向ヘ延びるよう凹設すると、該アウタチューブ２８の軸線方向ヘ延びる溝４５によって、アウタチューブ２８内面における伝熱面積が増加すると共に、アウタチューブ２８が旋回することから噴霧媒体２４のアウタチューブ２８内面に沿った境界層の流れが撹拌されて乱流となり、アウタチューブ２８と噴霧媒体２４との熱交換量が増大し、アウタチューブ２８のメタル温度を低下させることが可能となる。
【００３９】
この結果、蒸気或いは空気等の噴霧媒体２４の供給量を増加させなくても、前記アウタチューブ２８の軸線方向ヘ延びる溝４５によりアウタチューブ２８の冷却効率が高められて熱による損傷や曲りを防止することが可能となり、炉の運転を安定して行えるようになる。
【００４０】
こうして、図７及び図８に示す例の場合にも、蒸気或いは空気等の噴霧媒体２４の供給量を増加させることなくアウタチューブ２８の冷却効率を高めて熱による損傷や曲りを防止することができ、炉の運転を安定して行い得る。
【００４１】
尚、本発明のスートブロワ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、アウタチューブ２８を必ずしも旋回させずにインナチューブ２６に対して伸縮させ、炉内に挿入するものにも適用可能なこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明を実施する形態の第一例の側断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】本発明を実施する形態の第二例の側断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】本発明を実施する形態の第三例の側断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】本発明を実施する形態の第四例の側断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。
【図９】一般的なボイラの一例を示す全体概要構成図である。
【図１０】図９に示されるボイラの給水・蒸気系統を示す概要構成図である。
【図１１】スートブロワの一例を示す側断面図である。
【図１２】スートブロワの一例における駆動系統を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
２３    スートブロワ
２４    噴霧媒体
２６    インナチューブ
２７    噴射孔
２８    アウタチューブ
４２    フィン（冷却手段）
４３    フィン（冷却手段）
４４    溝（冷却手段）
４５    溝（冷却手段）
【図１】
2005300064.tif 000003
【図２】
2005300064.tif 000004
【図３】
2005300064.tif 000005
【図４】
2005300064.tif 000006
【図５】
2005300064.tif 000007
【図６】
2005300064.tif 000008
【図７】
2005300064.tif 000009
【図８】
2005300064.tif 000010
【図９】
2005300064.tif 000011
【図１０】
2005300064.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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